CC BY
21
3. Содержащиеся в модификаторе микрочастицы TiN влияют на перераспределение в переохлажденном металлическом расплаве тугоплавких химических элементов, в частности молибдена, что способствует формированию карбидов типа (Т^Мо)С1_х, повышающих износостойкость наплавленного металла.
Список литературы / References
1. Лившиц Л.С. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений / Л. С. Лившиц, А. Н. Хакимов - М. : Машиностроение, 1989. - 336 с.
2. Kiveneva Т. I., Olson D. L., Matlock D. K. Particulate - reinforced metal matrix composite as a weld deposit // Welding Journal. - 1995. - No.3. - pp. 83-92
3. Модифицирование сталей и сплавов дисперсными инокуляторами / В. П. Сабуров [и др.] ; Омск : изд-во ОмГТУ, 2002. - 212 с.
4. Модифицирование структуры наплавленного металла нанодисперсными карбидами вольфрама / Г.Н. Соколов [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2009. - № 6. - С. 41-47.
5. Подгаецкий В. В. Сварочные шлаки : справ. пособие / В. В. Подгаецкий, В. Г. Кузьменко. - Киев: Наук. думка, 1988. - 255 с.
Список литературы латинскими символами / References in Roman script
1. Livshic L.S. Metallovedenie svarki i termicheskaja obrabotka svarnyh soedinenij [Metallurgy of welding and heat treatment of welded joints] / L.S. Livshic, A.N. Hakimov - M. : Mechanical engineering, - 1989 - 336 p. [In Russian]
2. Kiveneva T.I., Olson D.L., Matlock D.K. Particulate - reinforced metal matrix composite as a weld deposit // Welding Journal. - 1995. - No.3. - pp. 83-92
3. Modificirovanie stalej i splavov dispersnymi inokuljatorami [Modification of steels and alloys dispersed inoculators] / V.P. Saburov [et al.] : Omsk : Ppublishing house OSTU, 2002 - 212 c. [In Russian]
4. Modificirovanie struktury naplavlennogo metalla nanodispersnymi karbidami vol'frama [Modification of welded metal structures nanosized tungsten] / G.N. Sokolov [et al.] // Fizika i himija obrabotki materialov [Physics and Chemistry of Materials Processing]. - 2009. - № 6. - P. 41-47. [In Russian]
5. Podgaeckij V.V. Svarochnye shlaki : sprav. posobie [Welding slag: Right guide] / V.V. Podgaeckij, V.G. Kuz'menkon. - Kiev: Science. Dumka, 1988. - 255 p. [In Russian]
DOI: 10.18454/IRJ.2016.52.071 Белозеров А.Л.
Аспирант,
Санкт-Петербургский горный университет ПРИМЕНЕНИЕ ОНТОЛОГИЙ В ЗАДАЧАХ СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
Аннотация
В этой работе предлагается использовать онтологическое моделирование в задачах структурно-параметрического синтеза. Онтология определяет общий язык для описания предметной области задачи синтеза. Таксономии - базовая составляющая онтологии, определяет классы объектов и взаимодействие между этими классами. В статье описываются этапы создания онтологии, составляющие ее элементы и проблемы, возникающие при создании онтологий. Приведен пример создания таксономии объекта «Компьютер» в программной среде Protégé.
Ключевые слова: формализация знаний, онтология, структурно-параметрический синтез.
Belozerov A.L.
Postgraduate student, Saint-Petersburg Mining University THE USE OF ONTOLOGIES IN PROBLEMS OF STRUCTURAL AND PARAMETRIC SYNTHESIS
Abstract
In this paper, we propose to use the ontological modeling for problems of structural and parametric synthesis. An ontology defines a common language for describing the domain of the synthesis problem. Taxonomy - the basic component of an ontology defines the object classes and the interaction between these classes. This article describes the steps involved in creating an ontology, its constituent elements and problems associated with the creation of ontologies. An example of creating a taxonomy object «Computer» in the software environment of the Protégé.
Keywords: formalization of knowledge, ontology, structural and parametric synthesis.
Интенсивное развитие приборостроения может быть обеспечено за счет получения большого числа разнообразных решений в выбранной предметной области. Для эффективного использования компонентов целесообразно использовать знания об их характеристиках, совместимости и наличии аналогов.
Перспективным направлением формализации таких знаний является использование онтологий [3, 5]. Онтология определяет общий язык для описания предметной области задачи синтеза и включает машинно -интерпретируемые формулировки основных понятий и отношений между ними. Онтология - это попытка всеобъемлющей и детальной формализации некоторой области знаний, основанной на таксономии. Таксономии - базовая составляющая онтологии, определяет классы объектов и взаимодействие между этими классами. Обычно таксономия состоит из иерархической структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, их связи, правила и ограничения, принятые в этой области. Система классов, подклассов и свойств классов является универсальным и выразительным инструментом представления знаний.
Для рассмотрения представления знаний в задачах структурно-параметрического синтеза [2] введем понятие «метамодели» [1].
Определение 1. Метамодель - это совокупность
(Ем ; G(P) ^ extr, P е QP, р(п) = Фл X ), X^ е Ц|п е M J ^
где Ъм - обобщенная схема, представляющая в неявном виде множество M структурных вариантов синтезируемого объекта; P = (PPm) - векторный критерий (набор системных показателей) для оценки вариантов решений; ОР - множество допустимых значений P ; G(P) - функция свертки векторного критерия; X - вектор параметров конструктивных элементов для структурного варианта п е M ; Ф ^ (Хц ) - функциональные зависимости показателей P(n) варианта п от X^ ; О^ - область возможных значений Хп .
Назовем самые общие проблемы структурно-параметрического синтеза:
1) Какие модели использовать для представления функциональных зависимостей Фп (Xn ), п е M ?
2) Как представить состав элементов и их взаимосвязи для каждого структурного варианта п е M и для всего множества вариантов M ?
Функциональные зависимости Ф п(Xn ) могут быть представлены моделями различной сложности. В общем случае множество ^Xn |п е M j неоднородно, т.е. каждый структурный вариант п е M имеет свой собственный состав параметров конструктивных элементов Xп и поэтому для каждого структурного варианта требуется своя
параметрическая модель, что существенно усложняет задачу структурно-параметрического синтеза.
Онтологическое исследование сложных систем позволяет накопить ценную информацию об их работе, оформить ее в виде компьютерных баз данных и знаний в предметной области задачи синтеза для реорганизации существующих и построении новых систем [5].
Разработка онтологии включает следующие этапы [3]:
• определение классов в онтологии;
• расположение классов в таксономическую иерархию (подкласс - надкласс);
• определение слотов и описание их допустимых значений;
• заполнение значений слотов экземпляров.
Рассмотрим построение онтологии в среде Protégé 5.0-beta. Фреймовая система Protégé 5.0-beta описывает онтологии декларативным образом, определяя явным образом классовую иерархию и классовую принадлежность индивидных переменных. В системе Protégé 5.0-beta классы могут быть как конкретными (Concrete), так и абстрактными. На основе конкретных классов система может создавать экземпляры класса (instances). Абстрактные классы не могут иметь экземпляров.
Свойства классов в среде Protégé характеризуются слотами (slots). Слоты могут иметь различные фацеты, которые описывают тип значения (string, integer, float и т. д.), число значений (мощность - required single, required multiple и т. д.) и другие свойства значений, которые может принимать слот. Типом значения слота может быть экземпляр класса.
На рис. 1 приведен пример таксономии объекта «Компьютер». Разделим компоненты на классы: microprocessor, memory, interface и peripherals. Так как экземпляры данных классов не могут пересекаться, т.е. микропроцессор не может быть памятью, или периферийным устройством, то они должны быть непересекающимися. Обозначим эти классы как disjointWith. Так же мы выделили классы external, include и internal. Возникает вопрос: относительно чего считать внутренними и внешними, относительно системного блока или относительно системной шины? Поэтому данные классы устройств будут трактоваться так: external - внешний относительно системного блока; include -подключаемый, т.е. внутренний относительно системного блока и внешний относительно системной шины; internal -внутренний относительно системной шины. Они так же являются непересекающимися между собой [4].
Так получаются уже несколько веток иерархий, которым необходимо пересекаться между собой, т.е. некоторые классы должны быть пересечением нескольких базовых классов (Superclasses). Это возможно при использовании операторов множеств intersectionOf и unionOf (логическое «и» и «или»).
В результате у нас получилось 25 классов и максимально 4 ступени иерархии.
После того как мы получили структуру онтологии перейдем к созданию свойств для полученных классов. Свойства бывают ObjectProperties и DatatypeProperties. Первый тип связывает объект и субъект направленной связью. Рассмотрим свойство consist. Субъект для данного свойства указывается, как Domain, в нашем случае - это computer. А объект, как Range, для данного примера - это memory, microprocessor, peripherals и interface. Т.е. компьютер состоит из памяти, микропроцессора, периферийных устройств (ПУ) и интерфейсов. Второй тип - это свойство объекта. Например, микропроцессор в качестве свойства имеет ядро (Core) типа Celeron, разъем (Socket) типа LGA, тактовую частоту процессора и шины. Можно выделить ядро и разъем, как отдельные классы. Можно представить свойства с вводимым значение или со множеством разрешенных значений (allowed values). В нашей онтологии мы выразим как DatatypeProperties - core, socket. Тактовая частота может быть как свойством процессора, так и шины, памяти. Поэтому, для того чтобы мы могли их различать, введем свойство c^k и его подсвойства clockFSB и clockRate.
Еще одна проблема - единицы измерения. В каких единицах выражать это свойство? Можно использовать герц (Гц), мегагерц (МГц), гигагерц (ГГц). Если бы свойство clock было классом, то мы могли бы ввести класс «Единицы
измерения» и связать их свойствами. А если оставить свойством, то можно ввести для каждой меры счисления свое подсвойтсво - clockHz, clockMHz. Было решено выражать частоту в МГц. В определении других свойств так же возникли проблемы с единицами измерения. А вот класс interface оказался недостаточным для описания объекта компьютер. Можно сказать, что жесткий диск (HDD) подключается по интерфейсу SATA, или PATA и т.д. Но нельзя сказать, что какое-либо устройство подключается через интерфейс COM. Ведь это порт, а интерфейсом в данном случае будет являться RS-232.
Рис. 1 - Таксономия объекта «Компьютер»
В процессе создания онтологии возникали проблемы, связанные с разбиением на классы, определением свойств и взаимодействием объектов и субъектов. Даже когда таксономия составлена и многое учтено, добавление экземпляра какого-либо класса приводит к пересмотру классификации, мало того, это ведет к ее изменению.
Значения параметров X^ элементов в задачах структурно-параметрического синтеза могут быть представлены
значениями слотов. Однако остается открытым вопрос о том, каким образом представить в онтологии функциональные зависимости Ф X^) показателей P(п) каждого варианта п от X^ .
Из чего можно сделать вывод, что формализация знаний - это итерационный процесс. Онтологии создаются для их многократного повторного использования, таким образом, созданный пример онтологии «Компьютер», может быть использован в дальнейшем при работе над другой моделью. Составление онтологии даже для одной небольшой области требует определенных навыков и знаний, как принципов онтологии, так и в самой предметной области.
Список литературы / References
1. Анкудинов Г.И, Анкудинов И.Г. Логико-комбинаторный синтез поточных схем комплексной переработки минерального сырья // «Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2012)». VI международная конференция, 1-3 октября 2012 г., Москва. - Материалы: в 2-х т. - 1 т. - С. 348-349.
2. Анкудинов Г.И. Синтез структуры сложных объектов.- Л.: ЛГУ, 1986.- 260 с.
3. Верников Г. Стандарт онтологического исследования IDEF5 [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://citforum.ru/cfin/idef/idef5.shtml (дата обращения 11.09.2016).
4. Крайнова Ю.А., Калинкина А.К. Формализация знаний с помощью редактора онтологий Protégé [Электронный ресурс] - Режим доступа:http://nic1.ifmo.ru/publications/articles/MajorRead2009/MREAD2009_KraynovaUV.pdf (дата обращения 11.09.2016).
5. Онтологический инжиниринг. Средства и спецификации онтологического моделирования: Учебное пособие / И.В. Герасимов, А.И. Майга, Л.Н. Лозовой. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009. - 232 с.
Список литературы латинскими символами / References in Roman script
1. Ankudinov G.I, Ankudinov I.G. Logiko-kombinatornyj sintez potochnyh shem kompleksnoj pererabotki mineral'nogo syr'ja [Logical-combinatorial synthesis flow chart of complex processing of mineral raw materials] // «Upravlenie razvitiem krupnomasshtabnyh sistem [Management of development of large scale systems] (MLSD'2012)». VI international conference, 1-3 october 2012, Moscow. - Materials: in the 2nd v. - 1 v. - P. 348-349. [in Russian]
2. Ankudinov G.I. Sintez struktury slozhnyh ob#ektov. [The synthesis of the structure of complex objects.] - L.: LGU, 1986.- 260 s. [in Russian]
3. Vernikov G. Standart ontologicheskogo issledovanija IDEF5 [Standard ontological research IDEF5] [Electronic resource]: http://citforum.ru/cfin/idef/idef5.shtml (data 11.09.2016). [in Russian]
4. Krajnova Ju.A., Kalinkina A.K. Formalizacija znanij s pomoshh'ju redaktora ontologij Protégé [The formalization of knowledge through ontology editor Protégé] [Electronic resource] - Access mode: http://nic1.ifmo.ru/publications/articles/MajorRead2009/MREAD2009_KraynovaUV.pdf (data 11.09.2016). [in Russian]
5. Ontologicheskij inzhiniring. Sredstva i specifikacii ontologicheskogo modelirovanija [Ontological Engineering. Means and ontological modeling specification]: Textbook / I.V. Gerasimov, A.I. Majga, L.N. Lozovoj. SPb.: Izd-vo SPbGJeTU «LJeTI», 2009. - 232 s. [in Russian]
DOI: 10.18454/IRJ.2016.52.056 Бочаров А.Г.1, Краусп В.Р.2, Юферев Л.Ю.3
Магистр, 2доктор технических наук, профессор,3доктор технических наук, доцент Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АГРЕГАТОВ КОРМОПРОИЗВОДСТВА, КОРМОЦЕХА С ЯЧЕИСТЫМ ХРАНИЛИЩЕМ И ФЕРМ ЖИВОТНОВОДСТВА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМБИНАТА ПО КОНТАКТНОМУ ПРОВОДУ И РЕЗОНАНСНОЙ ЛИНИИ
Аннотация
Разработаны графики нагрузок потребителей кормоцеха, подключенных к контактной сети 800В постоянного тока электрифицированной железной дороги (ЭЖД). Рассчитаны сечения проводов и потери напряжения на концах линии. Приведены суточные графики нагрузок. Осуществлен выбор контейнерных тяговых подстанций (КТП). Показаны трассы линий электропередачи. Определены понятия электророботов, которые передвигаются по ЭЖД с питанием от контактного провода 800В постоянного тока. Рассмотрены варианты электроснабжения электророботизированных агрегатов производства корма от высокочастотной однопроводной линии электропередачи. Определены поле для выращивания урожая кормов и поле, где пасутся животные.
Ключевые слова: корм, поле, ферма, животное, урожай, контактный провод, тяговая подстанция, электроснабжение.
Bocharov А.&1, KrauspV.R.2, Uferev L.U3 faster (Engineering), 2PhD in Engineering, 3PhD in Engineering, All-Russian Federal research Institute of electrification of agriculture SYSTEM OF POWER SUPPLY OF UNITS OF A FORAGE PRODUCTION, FEED-PREPARATION HOUSE WITH CELLULAR STORAGE AND FARMS OF LIVESTOCK PRODUCTION OF ELECTROROBOTIC PLANT
ON A CONTACT WIRE AND THE RESONANT LINE
Abstract
Schedules of loads of the consumers of a feed-preparation house connected to contact network of800 V of a direct current of the electrified railroad (ER) are developed. Sections of wires and loss of tension on the ends of the line are calculated. Daily schedules of loadings are provided. The choice of the container traction substations (CTS) is carried out. Routes of lines of an electricity transmission are shown. Concepts of electrorobots which move on ER with food from a contact wire of 800 V of a direct current are defined. Options of power supply of electrorobotic units of a forage production from a high-frequency single-wire power line are considered.
Keywords: feed, lea, farm, livestock, harvest, the contact line, traction substation, power supply.
ТЪведение
В MPассматриваются поля, где выращивается урожай корма, пасутся животные, которые живут в фермах, передвигаемых по электрифицированной железной дороге на новые культурные пастбища. Исследуются распределенные электрические сети, питающие электророботизированные комбинаты по производству продовольствия органик.
Электророботизация - внедрение электророботов в технологии, для выполнения производственных операций.
Электророботы - автоматы с человекоподобными действиями, передвигающиеся по электрифицированным железным дорогам, снабженные камерами наблюдения, имеющие манипуляторы для выполнения технологических операций, установленные на платформах электрифицированных вагонов с электротягой и пантографами.
Однопроводная резонансная система электропередачи - технология, основанная на применении свойств линии электропередачи, таких как емкость и индуктивность в составе резонансного передающего устройства, что позволяет передавать электроэнергию на повышенной частоте по однопроводной линии с дальнейшим преобразованием в приемном устройстве в стандартное напряжение 220/380В, 50 Гц.
Для электроснабжения электророботизированного кормопроизводства, животноводства и кормоцеха с хранилищами кормов, в которые входят электророботы: пахоты, посева, уборки урожая, заготовки кормов, водовоз, молоковоз и другие нагрузки потребителей, которые подключены к контактной сетипостояного тока 800В [1,2,3].
Одновременно к одной ветви сети подключаются несколько объектов и агрегатов, суммарная мощность которых может достигать до 400-450 кВт. Но т.к. одновременная работа всех объектов и агрегатов регулируется из ЦУП (центра управления производством), то можно допустить, что в тот момент, когда подключены две фермы по 108кВт (расчетная мощность фермы), робот-молоковоз (54кВт), робот-водовоз (54кВт), а также робот-скотовоз (64кВт) нагрузка на одну тяговую подстанцию составит около 408кВт.
К другой ветви контактной сети подключены агрегаты кормопроизводства, суммарная мощность которых составляет около 400кВт. [4,5,6].
